Крупногабаритные воздушные компрессоры холдинга Main.
Сегодня в условиях истощения запасов энергоносителей все больше стран осознают необходимость поиска альтернативных способов получения жидкого топлива. Один из них - GTL-технологии (gas to liquids - газ-в-жидкость). Так, в 2006 году в Катаре был реализован проект мирового значения по производству сжиженного газа. В индустриальном городке Рас-Лаффан начал свою работу завод «Орикс» (Oryx GTL Ltd - совместное предприятие катарской компании Qatar Petroleum и южноафриканской Sasol Synfuels International) по переработке газа в жидкое топливо. Разработка и строительство завода были поручены промышленной группе TechnipCoflexip (Франция), с которой был заключен контракт под ключ на сумму $675 млн. Газовое сырье для комплекса в Рас-Лаффане поставляется с северного нефтегазового месторождения, экспорт с которого идет в виде как СПГ, так и жидкого топлива, полученного в крупнейшем GTL-проекте.
Производство жидкого топлива становится возможным благодаря применению технологии суспензионной дистилляции SSPD, основанной на процессе Фишера-Тропша с использованием катализаторов, а также процесса автотермического риформинга Хальдора Топсе и гидрокрекинга компании Chevron Техасе. В результате на заводе «Орикс» ежедневно вырабатывается 24000 барр. химически чистого дизельного топлива, 9000 барр. нефти и 1 000 барр. сжиженного углеводородного газа. Изначально планировалось достичь именно таких объемов производства - 34 000 барр./день жидкого топлива при расходе газа 9-106 куб. м/сут.
На первом этапе своего развития заводу Орикс требовалось 7000 т/сут. кислорода, и его производство поровну распределялось между двумя установками разделения воздуха (УРВ). Чести создания первых воздушных компрессоров для этих установок была удостоена немецкая компания MAN Turbo.
MAN Turbo выпускает осевые компрессоры с 1933 года и изготовила уже более 860 установок. Она имеет большой опыт в производстве воздушных компрессоров для крупногабаритных УРВ.
С 1976 по 1992 гг. на нефтеочистительный завод компании Sasol в Южной Африке (г. Секунда) были поставлены четырнадцать компрессорных комплексов. Завод вырабатывал жидкое топливо из угля, а в 1989 г. появился первый крупный комплекс для сжижения газа. Он предназначался для завода компании Shell в г. Бинтулу (Малайзия). С самого начала компрессоры Man Turbo производились для технологий, основанных на процессе Фишера-Тропша.
Осевые компрессоры наиболее часто находят свое применение в тяжелой и химической промышленности, на нефтеперерабатывающих заводах и вообще в нефтегазовой отрасли. Так, в 1999 г. крупнейшая в Мексике нефтяная компания Ретех сделала заказ на поставку четырех компрессорных комплексов с расходом воздуха 560000 куб. м/ч. Они предназначались для закачивания азота от УРВ в Сью-дад-дель-Кармене в пласт нефтяного месторождения Cantarell. Благодаря этой технологии нефтеотдача пласта заметно увеличилась. Спустя некоторое время Ретех сделала заказ и на пятый комплекс, чтобы еще больше усилить эффект отдачи.
За эти годы производство жидкого топлива стало более масштабным. Для сравнения, УРВ для завода в г. Секунда вырабатывали 2 400 т/сутки кислорода (на высоте 1 800 м над уровнем моря) при расходе воздуха 540000 куб.м/ч; в то время как воздушные компрессоры завода «Орикс» поставляют 700000 куб. м/ч.
Осенью 2004 г. в Катар были транспортированы первые два воздушных компрессора для Рас-Лаффана. Однако помимо самих агрегатов MAN Turbo поставила для них и полные комплексы оборудования, состоящие из расположенной в центре паровой турбины мощностью 80 МВт, приводящей с одной стороны основной воздушный компрессор, а с другой через мультипликатор - подпорный.
Основной воздушный компрессор (ОВК) мощностью 55 МВт представляет собой осе-центробежный механизм AR115 с десятью осевыми ступенями, за которыми следуют две центробежные ступени. Рабочие режимы обеспечиваются поворотными лопатками входного направляющего аппарата первых трех ступеней осевой части компрессора. После осевой части перед входом в центробежную происходит промежуточное охлаждение воздуха.
Массивный ротор основного воздушного компрессора с семью встроенными прикрепленными лопаточными колесами вращается со скоростью 3 600 об/мин. Он поддерживается радиальными подшипниками скольжения, а осевое давление на него переносится на самовыравнивающийся упорный подшипник. Запас устойчивости компрессора регулируется поворотными направляющими лопатками, которые установлены перед входом в первую ступень компрессора.
Подпорный компрессор (ПВК) модели RB56-7 мощностью 25 МВт, с семью центробежными закрытыми лопаточными колесами, подразделенными на три группы с двумя промежуточными охлаждениями. На завершающем этапе сжатия воздух еще раз охлаждается в дополнительном радиаторе. Подпорный компрессор оснащен лабиринтными уплотнениями. Паровая турбина соединена с ПВК через мультипликатор Lufkin, который увеличивает скорость вращения паровой турбины с 3600 об/мин. до необходимых компрессору 8400 об/мин.
Более 80% стандартизированных компрессоров МФТ Turbo роторного типа способны создавать давление на выходе до 550 бар и предназначены для транспорта газа и для нефтегазовых отраслей промышленности.
Дальнейшие разработки ведутся в области компрессоров, выдерживающих давление в 1 000 бар.
Необходимо отметить, что MAN Turbo проектирует и производит не только компрессоры, но и паровые турбины мощностью до 80 МВт. Производство турбин имеет более чем столетнюю историю. Первая турбина была выпущена в небольшом городе Оберхаузене на западе Германии в 1904 г. С тех пор немецкая компания изготовила уже более 1 200 установок.
Для завода «Орикс» компанией была выпущена 19-ступенчатая конденсационная паровая турбина реактивного типа модели DK100/220. Стальной корпус турбины со впускными паровыми клапанами изготовлен методом литья с последующей механической обработкой. Рабочим телом турбины является пар - побочный продукт экзотермического процесса сжижения газа. Энергии полученного пара достаточно для привода паровой турбины мощностью 80 МВт.
MAN Turbo производит тщательный контроль качества своей продукции. Основные детали и узлы компрессоров для заводов по сжижению газа должны соответствовать как стандартам для УРВ, так и строгим требованиям нефтехимической и нефтяной промышленности, утвержденным Американским нефтяным институтом.
Среди достижений MAN Turbo следует также отметить, что компания поставляет не только отдельные узлы, но и агрегаты полной заводской сборки весом более 500 тонн. Сейчас агрегаты с самого начала проектируются в виде отдельных модулей с учетом транспортировочных габаритов для их перевозки, которые можно свободно собрать на рабочей площадке.
Сегодня в мире появляются все более крупномасштабные проекты, что требует от производителей постоянного совершенствования технологий. Так, компания MAN Turbo инвестировала огромные средства в строительство новой рабочей площадки для испытаний и монтажа крупногабаритных установок. Именно на ней на заводе в Оберхаузене были собраны комплексы 13-метровых компрессоров для GTL-производства в Рас-Лаффане.
Испытательные и монтажные работы на площадке протекают по следующей схеме: компрессоры с приводом от паровой турбины и с мультипликатором устанавливаются на верхней части своих стальных рам. Пространство внутри рамы используется для установки промежуточного охладителя, соединительного трубопровода, гидрораспределителей и других вспомогательных механизмов.
Структура каждого стального основания специально спроектирована для соответствия техническим требованиям установленного на нем механизма с учетом допустимой деформации, устойчивости конструкции и удобства монтажа.
Кроме того, стальные основания сконструированы так, чтобы минимизировать динамическую нагрузку на обычные бетонные основания на рабочей площадке. В конструкции учтены максимальная ветровая нагрузка и сейсмостойкость для заданной местности, а также нагрузки при транспортировке.
Полностью смонтированный на площадке компрессорный агрегат подключается ко всем необходимым внешним системам, т.е. к электричеству, холодной воде, пару и т.д., а контрольно-измерительные приборы подсоединяются к центру управления.
После успешного прохождения испытаний комплексы для завода «Орикс» были разделены на субмодули подходящего для транспортировки размера и веса. Первый состоял из основного воздушного компрессора, второй - из паровой турбины с редуктором и подпорного компрессора. Затем около производственного комплекса в Оберхаузене модули погрузили на баржу и по каналу Рейн-Херне, а потом по Рейну перевезли до Роттердама, где они были погружены на крупнотоннажное судно и доставлены в Катар, в Рас-Лаффан.
Подобная схема модульной поставки позволила минимизировать монтажные работы на рабочей площадке и сократить время на монтаж до половины по сравнению со стандартной процедурой. Основным преимуществом для заказчика была тщательная проверка установок на площадке при испытаниях, что значительно сократило риск неполадок при монтаже на месте эксплуатации.
Производство и поставка компрессорного оборудования для крупнейшего завода по сжижению газа «Орикс» стало новым этапом в развитии MAN Turbo. Этот один из самых крупных и дорогостоящих проектов еще более укрепил авторитет компании на нефтегазовом рынке.
